聚合物和纤维对石膏基材料早期水化与浆体微结构的影响

研究石膏基材料的早期水化与浆体微结构对于理解不同外加剂对石膏基材料的作用机理以及改善石膏基材料浆体的工作性能都具有十分重要的意义。本工作采用水化热测试、动态流变测试以及液氮冷冻与环境扫描电镜测试相结合等方法,系统研究了聚乙烯醇(PVA)、丁苯橡胶(SBR)、聚乙烯醇纤维(PVAF)和聚丙烯纤维(PPF)对石膏基材料早期水化过程和浆体微观结构变化的影响。结果表明:石膏基材料的早期水化主要包括半水石膏颗粒溶解、二水石膏晶体成核、生长发育以及晶体网络结构形成四个过程;PVA一方面吸附在半水石膏颗粒表面,阻碍颗粒间有效接触和溶解,另一方面分散到浆体间隙溶液中,吸收大量自由水分并使有效水膏比降低,从而加快晶体成核;SBR吸附到石膏颗粒表面会使絮凝结构解体,同时阻碍颗粒溶解、晶体成核、生长发育以及晶体网络结构形成;两种纤维分散到石膏颗粒间可以促进絮凝网络结构形成,同时亲水性PVAF表面还吸附了大量自由水分和Ca^(2+),使晶体优先在其表面成核,从而改善纤维与浆体的界面和粘接性能。